水煤浆的特性对电磁流量计计量的影响因素

 

       由于水煤浆特殊的物理特性,它含有65%左右的极细的煤固体颗粒,占有20%的铁屑,再加上辅助添加剂,在高压工况下,其动力粘度高达800～1500mPa·s,煤浆对衬里的挤压和对电极的冲刷、铁屑的存在对电磁流量计传感器的衬里与测量导管的附着性能、电极的抗噪声和防渗漏性能及磁场的变化有着较大的影响。电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律进行流量测量的流量计,输出信号和被测流量成线性,精确度较高,可测量电导率≥1μs/cm的酸、碱、盐溶液、水、污水、腐蚀性液体以及泥浆、矿浆的导电流体流量。目前煤化工行业中气化炉中的煤浆流量计大部分都采用的是电磁流量计,但实际使用效果差异很大,这一问题一直是煤化工行业专业人员讨论的问题。

 

2水煤浆流量在测量中的难点

       (1)水煤浆的主要成分是含有60%wt的固体颗粒,经过添加剂作用,正常粘度在800～1500mPa·s范围之间,由于介质中的固体颗粒、铁屑对管道冲刷性强,因此对衬里的耐磨性要求高。

       (2)介质流速过低,测量信号弱,易受干扰：水煤浆流量的满负荷设计为32t/h,管道直径为DN100。在系统开车半负荷13m3/h煤浆量时,管道流速只有0.4m/s,即使在满负荷32m3/h煤浆量时,介质的流速也只有0.6m/s,而一般电磁流量计的流速要求为1～10m/s,本身电磁流量计的信号只有零点几毫伏,煤浆流量计的信号更弱。这样在生产过程中,煤浆介质发生变化和含有大量的铁屑存在,使电极周围的磁场产生大的干扰造成磁场紊乱。这就是电磁流量计波动的主要原因。

       (3)高压煤浆泵的影响:因为气化炉工作在6.5MPa下,这样就要求煤浆管线压力在7.0MPa左右,大多采用的是德国菲鲁瓦的隔膜软管泵,该泵本身就是一个脉动流。这样对流量计来说就是一个大的波动。

       (4)水煤浆中成分不稳定,特别是铁屑含量的变化对电磁流量计的干扰非常大。

 

       (5)三畅仪表有限公司的SC-LDG型电磁流量计引进了ABB-KENT TAYLOR电磁流量计技术,针对水煤浆特性对电磁流量计进行了特殊设计,以满足气化炉对流量计的要求。该流量计的流速检测范围**低可以达到0.01m/s,在气化炉**低负荷煤浆量在32m 3 /h时,流速0.6m/s,对流量计的影响也很小。衬里采用了聚氨酯衬里,耐磨性大大增强,在使用一年后对流量计的衬里几乎无磨损。

       (6)电磁流量计检测的信号比较弱,满量程时只有几毫伏,且流量很小时,只有几微伏,外界稍有干扰就会影响到测量精度。因此,流量计的外壳、屏蔽线、测量导管按规范要求进行接地,并且要单独设置接地点,千万不要连接在电机或上、下管道上。流量计传感器的法兰必须与管道跨接,并可靠接地保证接地电阻值在10Ω以下,防爆型在1Ω以下;电磁流量计周围不应有大功率电器等,远离一切磁源。

       (7)高压煤浆泵泵本身是双缸式,出口应设置隔膜缓冲器,这对消除煤浆量的本身波动非常重要,在调节缓冲罐压力时将缓冲罐压力调整为煤浆管线系统压力的80%,尽量减少煤浆泵对流量波动的影响,出口管线上有一个出口压力表如果波动很小,就说明煤浆量本身波动很小,如若振幅很大,就应及时调整缓冲罐是否氮气压力不合适或存在一个缸不打量等情况,应该及时处理。

 

       (8)水煤浆中铁屑含量高的处理办法:产生铁屑的主要途径有煤矿采煤时产生的磁性金属、磨煤机磨煤时钢棒脱落产生的铁屑、大小煤浆槽产生的铁锈及煤浆输送管线产生的铁锈,铁质物体在通过流量计电极时就会产生大的高频噪声干扰,造成流量显示的大幅波动。采取的主要办法有在煤输送皮带进入气化煤仓前加磁性除铁器,并按规定定时清理减少进入气化煤仓的大铁块;磨煤机滚筒筛加强巡检及清洗,避免大的金属颗粒进入煤浆槽;在每次停车进行煤浆管线冲洗时,shou先对电磁流量计停电,以便冲洗掉粘附在电极上的金属颗粒,开车时shou先对煤浆管线冲洗,将煤浆输送管线上的铁锈冲洗干净,再对煤浆流量计送电。经过多次观察煤浆流量计的波动主要出现在很好次开车和系统停车检修后的一周时间内,分析主要原因是煤浆中的金属固体含量高造成的,在系统运行一周以后,流量计趋于稳定。在停车较长时间开车后就应该加强对煤浆流量

计的巡检和维护力度,可对仪表相关参数进行调整,如仪表波动太大可适当延长阻尼时间,避免误跳车,在水煤浆成分比较稳定后,可将阻尼时间调整回正常。煤浆流量计的波动是因各方面的原因造成的,出现问题应该找到原因,因故障原因去查找问题,消除波动。不要一味的调整流量计的各种参数和延长阻尼时间去消除波动,及时反映现场的实际工况,及时修正以满足流量计的正常测量要求。

 

3 结语

       虽然电磁流量计测量煤浆有很多难点,假如使用不当会在实际使用中轻者会造成流量计在使用过程中显示波动过大,重者就会造成气化炉频繁跳车,甚至生产不能正常进行。我们根据贵公司现场介质情况和贵公司仪表技术人员一起对电磁流量计的相关仪表参数进行了调整,并对影响流量测量的因素提出了整改意见,以上观点仅供参考